CN106516987B - 适用于风电专用轮胎式起重机的can总线网络布局系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,包括上车网络、下车网络和发动机控制器ECU;所述下车网络包括最优先级别的CAN1‑X‑1子网络,次优先级别的CAN2‑X‑3子网络,以及低优先级别的CAN2‑X‑1子网络和CAN2‑X‑2子网络;所述上车网络包括最优先级别CAN1‑S‑1子网络,次优先级别CAN2‑S‑2子网络,以及低优先级别的CAN2‑S‑1子网络和CAN1‑S‑2子网络;各子网络之间通过中继控制终端进行互连,CAN2‑X‑3子网络连接到所述发动机控制器ECU,作为上车网络和下车网络的连接网络。本发明系统具有安全、可靠、高效的优点。
Description
技术领域
本发明属于工程机械中的大型吊装设备领域,具体的说,涉及了一种适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统。
背景技术
电气控制系统的优劣直接影响工程机械设备的性能,而子模块之间的通讯网络又是电控系统稳定性的基石。随着国家对新能源重视度越来越高,特别是风力发电的快速发展的同时,风力发电专用吊装设备引起了人们高度关注。风电施工具有环境恶劣,起重量大,起升高度高,起吊部件价格昂贵,对起吊作业安全要求非常严格等特点,对专业吊装设备提出更高的要求。目前国内用于风电吊装设备主要有大型履带起重机和风电专用轮胎式起重机。特别是风电专用轮胎式起重机有着复杂的电气控制系统,控制模块数量多,相互之间的传输数据量大且异常繁忙,模块之间的距离较远等问题。传统的CAN总线网络搭建不能很好的解决以上问题,容易引起总线负载率高、传输距离远、通讯故障高发等弊端。针对这些问题,提出了一种适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网路系统设计,有效的解决了这些难题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种安全、可靠、高效的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统。
本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的:一种适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,包括上车网络、下车网络和发动机控制器ECU;所述下车网络包括最优先级别的CAN1-X-1子网络,次优先级别的CAN2-X-3子网络,以及低优先级别的CAN2-X-1子网络和CAN2-X-2子网络;
所述上车网络包括最优先级别CAN1-S-1子网络,次优先级别CAN2-S-2子网络,以及低优先级别的CAN2-S-1子网络和CAN1-S-2子网络;
所述CAN1-X-1子网络通过中继控制终端PLC-3与所述CAN1-S-1子网络对接;所述CAN2-X-1子网络通过中继控制终端PLC-1与所述CAN1-X-1子网络对接;所述CAN2-X-2子网络通过中继控制终端PLC-2 与所述CAN1-X-1子网络对接;所述CAN2-X-3子网络通过中继控制终端PLC-3和中继控制终端PLC-6实现所述CAN1-X-1子网络与所述CAN1-S-1子网络的对接;
所述CAN1-S-1子网络通过中继控制终端PLC-6与所述CAN1-X-1子网络对接,所述CAN2-S-1子网络通过中继控制终端PLC-5与所述CAN1-S-1子网络对接,所述CAN1-S-2子网络通过中继控制终端PLC-8与所述CAN1-S-1子网络对接,所述CAN2-S-2子网络通过中继控制终端PLC-7和中继控制终端PLC-8实现所述CAN1-S-1子网络与所述CAN1-S-2子网络的对接;
所述发动机控制器ECU连接到所述CAN2-X-3子网络。
基于上述,所述CAN1-X-1子网络上还连接有控制终端PLC-4、显示器Display1和遥控器Remote1。
基于上述,所述CAN2-X-1子网络上还连接有用于信号采集的编码器ED1、编码器ED2、编码器ED3、编码器ED10、编码器ED11和编码器ED12。
基于上述,所述CAN2-X-2子网络还连接有用于信号采集的编码器ED4、编码器ED5、编码器ED6、编码器ED7、编码器8和编码器ED9。
基于上述,所述CAN1-S-1子网络上还连接有显示器DISPLAY2。
基于上述,所述CAN2-S-1子网络上还连接有遥控器Remote2。
基于上述,所述CAN2-S-2子网络上还连接有用于信号采集的编码器ED13、编码器ED14、编码器ED15。
基于上述,所述CAN1-S-2子网络上还连接有控制终端PLC-9。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步,具体的说,本发明通过设计一种安全、可靠、高效的CAN总线网络布局系统,能够有效的解决控制模块数量多、相互之间传输数据量大和模块之间距离远所带来的一系列问题,保证了风电专用轮胎式起重机电控系统的安全可靠运行。
说明书附图
图1是本发明的总线拓扑图。
具体实施方式
下面给出具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示,一种适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,包括上车网络、下车网络和发动机控制器ECU;所述下车网络包括最优先级别的CAN1-X-1子网络,次优先级别的CAN2-X-3子网络,以及低优先级别的CAN2-X-1子网络和CAN2-X-2子网络;所述上车网络包括最优先级别CAN1-S-1子网络,次优先级别CAN2-S-2子网络,以及低优先级别的CAN2-S-1子网络和CAN1-S-2子网络。其中,每个子网络是由两根专用电线组成,分别命名为CAN高(CAN—H)和CAN低(CAN—L),每个子网络的专用电线两端均需要并上120Ω的总线电阻。
所述CAN1-X-1子网络上连接有中继控制终端PLC-3、中继控制终端PLC-1、中继控制终端PLC-2、控制终端PLC-4、显示器Display1和遥控器Remote1,通过中继控制终端PLC-3与所述CAN1-S-1子网络对接;在具体应用时,该子网络的作用为处理该子网络控制终端相互之间的数据接收与发送,如控制轮位转向、设备行走、悬挂升降、支腿升降和支腿展收等。
所述CAN2-X-1子网络上连接有中继控制终端PLC-1、以及用于信号采集的编码器ED1、编码器ED2、编码器ED3、编码器ED10、编码器ED11和编码器ED12,通过中继控制终端PLC-1与所述CAN1-X-1子网络对接。在具体应用时,该子网络的作用为接收子网络内6个编码器的信号,实时检测轮位的角度值,供控制系统之用。
所述CAN2-X-2子网络连接有中继控制终端PLC-2,以及用于信号采集的编码器ED4、编码器ED5、编码器ED6、编码器ED7、编码器8和编码器ED9,通过中继控制终端PLC-2 与所述CAN1-X-1子网络对接。在具体应用时,该子网络的作用为接收这6个编码器的信号,实时检测轮位的角度值,供控制系统之用。
所述CAN2-X-3子网络通过中继控制终端PLC-3和中继控制终端PLC-6实现所述CAN1-X-1子网络与所述CAN1-S-1子网络的对接;所述CAN2-X-3子网络上还连接有发动机控制器ECU。在具体应用时,该子网络的作用为上、下车网络数据的接收与发送,以及发动机转速控制。
所述CAN1-S-1子网络通过中继控制终端PLC-6与CAN1-X-1子网络对接,所述CAN1-S-1子网络上还连接有显示器DISPLAY2。在具体应用时,该子网络的作用为处理该子网络控制终端相互之间的数据接收与发送,完成起升卷扬收放绳、主变幅卷扬收放绳、副变幅卷扬收放绳、机台左右回转、提塔、放倒、预拉、牵引等。
所述CAN2-S-1子网络通过中继控制终端PLC-5与所述CAN1-S-1子网络对接,所述CAN2-S-1子网络上还连接有遥控器Remote2,该子网络的主要作用在于接收遥控器Remote2的信号,供控制系统之用。
所述CAN1-S-2子网络通过中继控制终端PLC-8与所述CAN1-S-1子网络对接,所述CAN1-S-2子网络上还连接有控制终端PLC-9,在具体应用时,该子网络的作用为处理该子网络控制终端相互之间的数据接收与发送,实现自动穿销等。
所述CAN2-S-2子网络通过中继控制终端PLC-7和中继控制终端PLC-8实现所述CAN1-S-1子网络与所述CAN1-S-2子网络的对接;所述CAN2-S-2子网络上还连接有用于信号采集的编码器ED13、编码器ED14、编码器ED15。在具体应用时,该子网络的作用为实现CAN1-S-1子网络与CAN1-S-2子网络之间的数据发送与接收,并且承担编码器ED13、编码器ED14、编码器ED15的数据采集。
本发明的CAN总线网络布局系统能够紧密贴合风电专用轮胎式起重机电控系统要求,有效的解决控制模块数量多、相互之间传输数据量大、模块之间距离远所带来的一系列问题,为电控系统的安全可靠运行提供强有力的保障。
本发明的CAN总线网络布局系统:
网络层次分明,将整个CAN总线网络布局系统划分为上车网络和下车网络,以及按照上车、下车网络又分为8个子网络,同时设定每个子网络的优先等级,使得整个CAN总线的网络结构清晰明了;
总线负载率低,避免了在常规设计中,存在的多控制器连接在同一个网络上而引起的通讯数据量巨大,总线负载率高的弊病;每个子网络按照功能及优先等级分配控制终端数量,再通过中继控制终端加以处理并衔接其他子网络,有效降低总线负载率的同时,保持了子网络之间的通讯畅通;
长距离通讯无负担,通过整车系统的8个子网络的划分,并在各个子网络之间设定中继控制器进行中继连接,化整为零的解决了原系统模块与模块之间远距离传输导致的多发性通讯故障;
另外,每个子网络相对独立而又互相联系,一个子网络发生故障时会及时告知其它网络,并且又不会引起其它子网络同时瘫痪,为设备的紧急处理提供了相应的电控系统支持与保障。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (8)
1.一种适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:包括上车网络、下车网络和发动机控制器ECU;
所述下车网络包括最优先级别的CAN1-X-1子网络,次优先级别的CAN2-X-3子网络,以及低优先级别的CAN2-X-1子网络和CAN2-X-2子网络;
所述上车网络包括最优先级别CAN1-S-1子网络,次优先级别CAN2-S-2子网络,以及低优先级别的CAN2-S-1子网络和CAN1-S-2子网络;
所述CAN1-X-1子网络通过中继控制终端PLC-3与所述CAN1-S-1子网络对接;所述CAN2-X-1子网络通过中继控制终端PLC-1与所述CAN1-X-1子网络对接;所述CAN2-X-2子网络通过中继控制终端PLC-2 与所述CAN1-X-1子网络对接;所述CAN2-X-3子网络通过中继控制终端PLC-3和中继控制终端PLC-6实现所述CAN1-X-1子网络与所述CAN1-S-1子网络的对接;
所述CAN1-S-1子网络通过中继控制终端PLC-6与所述CAN1-X-1子网络对接,所述CAN2-S-1子网络通过中继控制终端PLC-5与所述CAN1-S-1子网络对接,所述CAN1-S-2子网络通过中继控制终端PLC-8与所述CAN1-S-1子网络对接,所述CAN2-S-2子网络通过中继控制终端PLC-7和中继控制终端PLC-8实现所述CAN1-S-1子网络与所述CAN1-S-2子网络的对接;
所述发动机控制器ECU连接到所述CAN2-X-3子网络。
2.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN1-X-1子网络上还连接有控制终端PLC-4、显示器Display1和遥控器Remote1。
3.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN2-X-1子网络上还连接有用于信号采集的编码器ED1、编码器ED2、编码器ED3、编码器ED10、编码器ED11和编码器ED12。
4.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN2-X-2子网络还连接有用于信号采集的编码器ED4、编码器ED5、编码器ED6、编码器ED7、编码器8和编码器ED9。
5.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN1-S-1子网络上还连接有显示器DISPLAY2。
6.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN2-S-1子网络上还连接有遥控器Remote2。
7.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN2-S-2子网络上还连接有用于信号采集的编码器ED13、编码器ED14、编码器ED15。
8.根据权利要求1所述的适用于风电专用轮胎式起重机的CAN总线网络布局系统,其特征在于:所述CAN1-S-2子网络上还连接有控制终端PLC-9。
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